【正文】 ................................................................. 9 ................................................................................................................. 10 電器元件、設(shè)備的選擇 .........................................................................................................11 機(jī)型的選擇 .................................................................................................................11 輸入輸出模塊 ....................................................................................................................11 電源模塊的選擇： ............................................................................................................ 15 導(dǎo)軌（固定各個模塊） ..................................................................................................... 15 PLC 硬件系統(tǒng)的配置、 PLC 的 I/O 配置 ............................................................................. 15 步進(jìn)電動機(jī)選型 ................................................................................................................ 16 直流電機(jī)選型 ................................................................................................................... 18 壓力傳感器 ....................................................................................................................... 19 扭矩傳感器 ....................................................................................................................... 19 4系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................................................................................... 21 控制流程圖 ......................................................................................................................... 21 PLC程 序塊 ................................................................................................................. 22 ................................................................................................................................... 22 ........................................................................................................................ 23 PLC程序 ..................................................................................................................... 24 ........................................................................................................................ 28 PLC的狀態(tài) ................................................................................................................. 29 PLC程序 ..................................................................................................................... 29 5 機(jī)械手臂監(jiān)控上位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................... 30 組態(tài)軟件的簡單介紹 ........................................................................................................... 30 各個主要監(jiān)視畫面 ............................................................................................................... 30 6 總結(jié) ............................................................................................................................................. 32 機(jī)械手臂設(shè)計系統(tǒng)總結(jié) ....................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 33 附錄 ................................................................................................................................................ 34 翻譯部分 ......................................................................................................................................... 45 致 謝 ............................................................................................................................................. 55 中國礦業(yè)大 學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 1 緒論 本課題的意義 每一項性技術(shù)的出現(xiàn)總會帶來巨大的產(chǎn)業(yè)變革，機(jī)械手臂的出現(xiàn)也不例外 。 在全世界工業(yè)自動化，及其人口老齡化日益嚴(yán)重的中國，招工荒將會日益顯現(xiàn)，接下來的就是人力 成本將會顯著上升，那些危險性較高的工作，及其單位利潤較低的行業(yè)將不得不思考企業(yè)轉(zhuǎn)型的良方，機(jī)械手臂無疑是首要選擇 。 機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識 。 它可以無條件的服從指令所給予的任務(wù)，每一次執(zhí)行的過程，在同等條件下幾乎沒有任何的偏差，而且具有很高的可靠性能 。 靈活性非常強(qiáng)，在產(chǎn)品更新時，在可行的范圍內(nèi)幾乎不需要做任何硬件的改動，就能實現(xiàn)再生產(chǎn)再利用 。 而且研發(fā)周期非常短，相對于其它工業(yè)控制器而言 。 因此，受到各先進(jìn)單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用 。 尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合， 應(yīng)用得更為廣泛 。 在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視 [1]。 本文主要做的工作 問題提出 PLC 控制的機(jī)械手 最主要是應(yīng)用于自動化 生產(chǎn) 中，如何綜合地運用前面學(xué)過知識點，根據(jù)實際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)， 能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手臂的自動和手動操作，滿足控制系統(tǒng)的要求 。 機(jī)械手臂 的國內(nèi)外狀況 及其發(fā)展趨勢 我國的工業(yè) 機(jī)械手臂 從 80年代 “ 七五 ” 科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下通過“ 七五 ” 、 “ 八五 ” 科技攻關(guān)，目前己基本掌握了 機(jī)械臂 操作機(jī)的設(shè)計制造技術(shù) 、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分 機(jī)械手臂 關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機(jī)器人 。其中有 130多臺套噴漆 機(jī)械臂 在二十余家企業(yè)的近 30條自動噴漆生產(chǎn)線 (站 )上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上 。 但總的來看，我國的工業(yè) 機(jī)械手 技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如 :可靠性低于國外產(chǎn)品 :機(jī)器 手 應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距 。在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器 手 約 200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四 。 以上原因 主要是沒有形成機(jī)器 手 產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器 手 生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求， “ 一客戶，一次重新設(shè)計 ” ，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定 。 因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程 。 我國的智能機(jī)器 手 和特種機(jī)器人在 “863” 計劃的支持下，也取得了不少成果 。 其中最為突出的是水下機(jī)器人， 6000m 水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種 :在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ) 。 但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在 “ 十五 ” 后期立于中國礦業(yè)大 學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 世界先進(jìn)行列之中 。 國 內(nèi) 外 機(jī)械手臂 領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢 : (1)工業(yè) 機(jī)械臂 性能不斷提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 )，而單機(jī)價格不斷下降，平均單機(jī)價格從 91年的 97年的 65萬美元 。 (2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展 。 例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化 :由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī) 。國外已有模塊化裝配機(jī)械臂 產(chǎn)品問市 。 (3)工業(yè) 機(jī)械手臂 控制系統(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化 。器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu) :大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性 。 (4)機(jī)械臂 中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視 覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制 。多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用 。 (5)當(dāng)代 機(jī)械手臂 系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，